ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Конструкция роликовой опоры представлена на рис.1, вид сбоку, тележка под опорой условно не показана; на рис.2 изображено устройство тележки тепловоза с роликовыми опорами, вид на тележку сбоку.

Рис. 1

Роликовая часть опоры состоит из прямоугольного корпуса 1 с плоскими направляющими 2, установленными по касательной к радиусу поворота тележки, роликов 3 в обоймах 4, нижней и верхней опорных плит 5.

Упругая часть опоры состоит из резиновых шайб 6 с отверстиями в центре и стальных пластин 7 также с отверстиями. Резиновые шайбы привулканизированы к стальным пластинам. Для исключения сдвига пластин 7 в комплекте они имеют по окружности зацепы «а». Вертикальный шток 8 размещается на осевой линии упругой части опоры, имеет сферические вкладыши 9 на концевых частях и гильзу 10 в средней части со сферическими поверхностями «б» на торцах. Нижний шарнир штока образован шаровой поверхностью «в», расположенной на металлических пластинах 7. Верхний шарнир штока образован шаровой поверхностью «г», расположенной на подвижном цилиндре 11, имеющем резьбу «д» с треугольным профилем и соединенном с рамой 12 кузова тепловоза посредством съемного фланца 13. Сферические вкладыши 9 и гильза 10 через шаровые поверхности «в», «г» шарниров стянуты штоком 8 с крепежной гайкой 14 у верхнего шарнира. Для предотвращения заклинивания шарниров штока при их сжатии крепежной гайкой 14 служит пластмассовая прокладка 15, расположенная на верхней концевой части штока под крепежной гайкой 14. Для ограничения поперечного сдвига опоры служит коническая нижняя часть «е» рамы 12 кузова.

Роликовые опоры с резиновыми шайбами 6 устанавливают на тележку тепловоза (см. рис. 2) по две с каждой стороны. Для получения силы тяги в тележке используются тяговые электродвигатели 16 постоянного тока с рядовым расположением и с опорами 17 на раме тележки. Тележка имеет индивидуальное пружинное подвешивание для каждой оси. Шкворень тележки 18 располагается в шкворневой балке над тяговыми электродвигателями.

Рис. 2

Сборка роликовой опоры производится в следующем порядке. Отдельно для блока резиновых шайб устанавливается шток 8 с нижним сферическим вкладышем и гильзой 10. На свободном конце штока размещается подвижной цилиндр 11, верхний сферический вкладыш, пластмассовая прокладка 15 и крепежная гайка 14. Посредством крепежной гайки 14 устанавливается необходимая затяжка шарниров, одинаковая для верхнего и нижнего шарнира. При этом проверяется подвижность шарниров и отсутствие заклинивания . Блок резиновых шайб с собранным штоком устанавливается на жесткую роликовую часть опоры, предварительно установленную на тележке. После установки всех блоков резиновых шайб со штоком опускается кузов тепловоза на тележки. При этом вес кузова конической нижней частью «е» рамы кузова полностью передается на резиновые шайбы опор. Подвижной цилиндр 11 свободно проходит через отверстия рамы 12 кузова. При полностью установленном кузове на подвижной цилиндр 11 навертывается по резьбе «д» съемный фланец 13 до соприкосновения с рамой 12 кузова и закрепляется на раме кузова винтами. После установки штока в опору статическая нагрузка от кузова через верхний шарнир, гильзу 10 и нижний шарнир не передается. Она полностью передается через резиновые шайбы 6 с металлическими пластинами 7.

Опора работает следующим образом. Кузов тепловоза под действием силы тяги на автосцепке и сил опор 17 каждого электродвигателя 16 на буксовых пружинах наклоняется вперед и стремится посредством опор наклонить тележку вперед. На каждую тележку в вертикальной продольной плоскости действует опрокидывающий момент М _опр. , наклоняющий тележку назад, противоположно направлению поворота кузова

М _опр. = 3 х f _k х h,

где f _k - сила тяги одной оси;

h - расстояние по вертикали от рельса до шкворня 18.

Для того, чтобы тележка под действием момента М _опр установилась горизонтально, необходимо расчетом определить требуемую жесткость упругой части опоры и резиновую шайбу, присоединяемую в опоре к вертикальному штоку. При отсутствии зазоров в шарнирах данная жесткость при вертикальных смещениях не изменяется . Момент упругих сил опор возникает в этом случае только за счет угла наклона кузова и полностью уравновешивает опрокидывающий момент тележки. Осевые нагрузки в каждой тележке будут одинаковыми. На передние опоры каждой тележки от силы тяги действуют дополнительные сжимающие усилия , на задние опоры - дополнительные растягивающие усилия. Эти усилия на опорах образуют уравновешивающий момент. Шток 8 роликовой опоры воспринимает только растягивающие усилия. Гильза 10 роликовой опоры воспринимает только сжимающие усилия.

Поперечного сдвига в прямоугольном корпусе цилиндрических роликов 3 и верхней опорной плиты не происходит, так как этому препятствуют плоские направляющие 2 корпуса. Необходимый поперечный сдвиг и поворот опоры относительно рамы кузова происходит за счет резиновых шайб 6 с металлическими пластинами. В кривых участках пути поворот тележки вокруг шкворня происходит за счет перекатывания вдоль направляющих 2 роликов 3, сдвига и поворота резиновых шайб 6, а боковой относ тележки при подвижном шкворне 18 - за счет дополнительного сдвига резиновых шайб с металлическими пластинами. Вертикальный шток 8 с гильзой 10 не препятствует за счет отклонения от вертикального положения и скольжения в шарнирах сдвигу и повороту резиновых шайб.

В резьбовом соединении «д» подвижного цилиндра с рамой кузова зазоры практически не образуются . При износе в процессе эксплуатации поверхностей сферических шарниров выполняется дополнительная затяжка шарниров крепежной гайкой 14 без разборки опоры.

Вследствие устранения зазоров в шарнирах штока обеспечивается эффективное выравнивание роликовой опорой для каждой тележки в отдельности осевых нагрузок при действии силы тяги и этим повышаются в период эксплуатации тяговые свойства тепловоза.